[发明专利]双季戊四醇的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及双季戊四醇的合成方法，尤其涉及以以甲醛、乙醛、季戊四醇为原料，在蒙脱土负载的稀土La、铈Ce或碱土金属氧化物催化剂的作用下，制备双季戊四醇的工艺。

技术背景

双季戊四醇的用途十分广泛。可以用于制造高合成润滑油和合成润滑脂，可生物降解材料，透明光聚合材料，阻燃材料，医药和炸药等等；它还可以直接用作聚乙烯、聚氯乙稀添加剂，使其获得良好的延展性和抗老化能力；双季戊四醇还常常用作油漆和油墨的添加剂。

目前工业上双季的制造工艺主要有一下几类：

由专利Jp 07165651、Jp 07165653、Jp 0776541、Jp07258139、Jp 188086、Jp 07157450所提出的以季戊四醇为原料，经碳酰胺/碳酸酯处理，在碱性或酸性催化剂的作用下制备双季戊四醇的工艺。

由专利WO9110633、Jp04208242、Jp 0616585提出的季戊四醇在溶剂存在的条件下，或熔融状态下，以强酸作催化剂，合成双季戊四醇的工艺。

专利Jp07165652提出的单季与3，3-二(羟甲基)氧杂丁环(3，3-bis(hydroxymethyl)oxetane)在酸的催化作用下生成双季戊四醇的工艺。

专利Jp08176048提出的以甲醛、乙醛、丙稀醛为原料，在碱金属或碱土金属氢氧化物的催化作用下制备双季戊四醇的工艺。

专利Jp09059199提出的多聚季戊四醇在酸的催化作用下高温水解生成双季戊四醇的工艺。

专利Jp09301908、Jp 09301909提出的以甲醛、乙醛、季戊四醇为原料，在碱的作用下，制备双季戊四醇的工艺。

专利Jp09301908、Jp 09301909、提出的以甲醛、乙醛、季戊四醇为原料，在碱的作用下，制备双季戊四醇的工艺，其双季戊四醇的合成收率为20％。

上述的几类工艺或者原料昂贵，或者反应条件苛刻，需要大量的有机溶剂。而且双季戊四醇的合成收率都较低。

专利ZL02111623.7、ZL02136076.6提出以甲醛、乙醛、季戊四醇为原料，在碱金属氧化物的作用下，制备双季戊四醇的工艺，其双季戊四醇的合成收率为40％以上。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是公开一种双季戊四醇合成方法，本发明以甲醛、乙醛为原料，在蒙脱土负载的稀土La、铈Ce氧化物催化剂的作用下进行双季戊四醇的合成，其合成收率可提高到47％以上，同时可以得到非常重要的同系产品三季戊四醇，其得率25％以上，使合成工艺的原子经济更为合理。以克服现有技术存在的原料昂贵，或者反应条件苛刻，需要大量的有机溶剂，或者催化剂孔道较小，催化剂利用率低下等缺陷。

本发明所说的双季戊四醇合成方法包括如下步骤：

(1)反应将按两步进行。第一步将乙醛与甲醛的混合溶液采用滴加的方式加入水和蒙脱土负载的稀土La、铈Ce氧化物催化剂，进行缩合反应，反应温度为40～80℃，反应温度高于80℃时，乙醛自身聚合反应生成的副产物增多，而且能耗增加；反应时间为1～6h，物料的浓度不同，乙醛完全转化所需时间也随之改变。第一步反应结束后滤出催化剂，再在反应系统中加入强碱溶液，剩余的甲醛与以上反应物中的醛基进行歧化反应，最终得到双季戊四醇，同时也得到三季戊四醇。

(2)反应结束后，采用常规的方法，如蒸发结晶等从反应产物中收集双季戊四醇和三季戊四醇。

按照本发明，所说的催化剂由对甲醛和乙醛溶液中稳定的载体和稀土La、铈Ce构成；

所说的稀土La、铈Ce一种或一种以上，其量为催化剂总重量的5-40wt％；

所说的载体为市售的蒙脱土；

催化剂优选的组分和重量含量为：

氧化镧5～40wt％，氧化铈5～40wt％，其余为载体蒙脱土。

所说的催化剂的制备采用文献通常提及的盐溶液浸渍法负载氧化镧、氧化铈。

催化剂的用量为乙醛物质的量的0.02％～10％。低于0.02％时反应速度的，反应时间长，高于10％时反应的副产物增加。

甲醛与乙醛的摩尔比在3.5：1～7.0：1之间变化对反应影响不大。低于3.5：1时，反应总转化率降低，双季戊四醇的合成收率降低，乙醛聚合物增多；高于7.0：1时，副产物季戊四醇的量增加，双季戊四醇的合成得率降低；在本发明优选的技术方案中，将乙醛先与甲醛总量的1/3～1混和，低于1/3时将降低双季戊四醇的合成收率，剩余甲醛可在反应过程中加入；